冀北山地森林土壤理化性质与健康比较研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:InsideCSharp
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森林土壤是陆地植被赖以生存的基础。本文以冀北山地典型林分类型为研究对象,研究生态抚育和海拔因子对华北落叶松纯林土壤理化性质及物种多样性的影响,比较了(山杨纯林、白桦纯林、油松纯林、蒙古栎纯林、黑桦纯林、山杨纯林)6种纯林的土壤理化性质以及物种多样性的差异,并分析了物种多样性与土壤理化性质之间的关系,最后,运用主成分分析法,比较了6种纯林的土壤健康状况,为冀北地区森林健康可持续经营与管理提供理论依据。主要结论如下:(1)抚育、海拔以及林分类型差异对土壤物理性质的影响比较显著。抚育后的华北落叶松幼龄林的土壤理化性质明显优于抚育前;不同海拔华北落叶松人工林中,海拔1420m的土壤物理性质总体水平最好;6种不同林分类型的纯林中五角枫纯林和蒙古栎纯林的土壤物理性质总体水平比较好。其中,土壤渗透能力方面,抚育的华北落叶松幼龄林土壤的初渗速率值(为18.56mm/min)和稳渗速率的值(1.11mm/min)均大于未抚育的初渗速率值(13.80mm/min)和稳渗速率的值(0.78mm/min);不同海拔下的华北落叶松人工林的稳渗速率依次为:海拔1800m(10.20mm/min)>海拔1190m(1.11mm/min)>海拔1420m(0.13mm/min)>海拔1320m(0.05mm/min);6种不同林分类型的稳渗速率依次为:山杨纯林(8.33mm/min)>蒙古栎纯林(1.26mm/min)>五角枫纯林(0.22mm/min)>油松纯林(0.29mm/min)>白桦纯林(0.09mm/min)>黑桦纯林(0.05mm/min)。(2)抚育、海拔以及不同林分类型对土壤化学性质的影响比较显著。研究区内的土壤养分在土壤剖面上具有明显的分层现象,各层中所含的土壤养分含量差异比较大,均表现出随土层深度增加而递减的趋势。在0-20cm土层中各养分指标的含量最高。抚育后的华北落叶松幼龄林的土壤养分含量明显高于未抚育的含量;海拔对华北落叶松林土壤养分影响明显,海拔1800m的华北落叶松林土壤养分含量最高;而对于6种纯林的土壤养分含量总体上来说,黑桦纯林、五角枫纯林、白桦纯林的含量相对比较丰富。(3)抚育、海拔以及不同林分类型对土壤物种多样性的影响比较显著。抚育对华北落叶松幼龄林的灌木层和草本层的Simpson多样性指数、Shannon-wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Menhinick丰富度指数影响比较大,灌木层的各指数明显减少,而草本层明显增加;海拔对华北落叶松人工林的物种多样性指数的影响比较大,海拔1800m的华北落叶松人工林乔木层和灌木层的物种多样性指数最高,而草本层的物种多样性指数在海拔1420m时的值最大;而对于6种纯林林分类型中灌木层和草本层的物种多样性指数而言,白桦纯林的灌木层各指数最高,油松纯林的灌木层各指数最低,黑桦纯林的草本层各指数最高,五角枫纯林的草本层各指数最低。(4)物种多样性与土壤理化性质关系的研究:不同海拔草本层的Simpson多样性指数、Shannon-wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Menhinick丰富度指数分别与土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度、饱和持水量、有效持水量之间具有正相关关系,而与土壤的各养分指标呈现出负相关关系;而对于6种纯林林分类型,草本层的各物种指数分别与土壤物理性质中的有效持水量的正相关关系数最大,Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数分别与土壤化学性质中的速效钾的为正相关关系,Simpson多样性指数、Shannon-wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Menhinick丰富度指数分别与全氮的的负相关系数最大。(5)利用主成分分析法,选取18个土壤健康评价指标,对冀北山地6种不同纯林(山杨纯林、白桦纯林、油松纯林、蒙古栎纯林、黑桦纯林、五角枫纯林),进行数据分析得出:6种纯林土壤健康质量排序结果是:蒙古栎纯林(0.316)>五角枫纯林(0.311)>油松纯林(0.239)>白桦纯林(0.178)>山杨纯林(0.082)>黑桦纯林(0.029)。
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